§ 4. Dreifache orthogonale Flächensysteme
531
System insbesondere orthogonal, wenn jede Fläche jeder Schar
die Flächen der beiden andern Scharen überall senkrecht
schneidet. Die Bedingungen hierfür lassen sich in doppelter
Weise ausdrücken:
Zunächst nämlich sind, wenn x, y, z die Koordinaten eines
beliebig herausgegriffenen Punktes bedeuten, X x , X y , X z zu den
Richtungskosinus der Normale derjenigen Fläche X = konst. pro
portional, die durch diesen Punkt geht, nach Nr. 253. Ebenso
sind g x , g y , g z bzw. v x , v y , v t zu den Richtungskosinus der
Normalen derjenigen beiden Flächen g = konst. und v = konst.
proportional, die durch den Punkt gehen. Für die Orthogo
nalität ist folglich notwendig und hinreichend, daß die Summen
der Produkte entsprechender Ableitungen der g und v, der v
und X und der X und g gleich Null seien. Wir können aber
auch so schließen: Es ist notwendig und hinreichend, daß die
drei durch den beliebigen Punkt (x, y, z) gehenden Schnitt
kurven je zweier der genannten drei Flächen in diesem Punkte
zueinander senkrechte Tangenten haben. Nach der vorigen
Nummer sind nun x x , y x , z x , ferner x fl , y h , z^ und endlich x y ,
y v , z v zu den Richtungskosinus dieser drei Tangenten propor
tional, so daß die Summen der Produkte entsprechender Ab
leitungen der x } y, z nach g und v, nach v und X und nach
X und g gleich Null gesetzt werden müssen.
Demnach lassen sich die notwendigen und hinreichenden
Bedingungen der Orthogonalität in einer der beiden folgenden
Arten ausdrücken:
(2) + y v y x + z v z x = 0,
' x x x ,l + ViVn + *1*? = °-
In Nr. 330 wird gezeigt werden, wie man die Bedingungen
der einen Art analytisch in die der andern Art umformen kann.
329. Partielle Differentialgleichung dritter Ord
nung für ein dreifaches orthogonales Flächensystem.
Aus den Orthogonalitäts-Bedingungen der ersten Art kann man
zwei der drei Funktionen X, g, v entfernen, indem man noch
die Gleichungen benutzt, die durch die Differentiation dieser
34* [338, 339